O desenvolvimento do câncer é um processo dinâmico e o microambiente tumoral é composto por diversos componentes, incluindo células tumorais, células estromais e células imunes, que dificultam o diagnóstico preciso dos vários tipos tumorais.
Apesar da biópsia de tecido ser o método mais comum para o diagnóstico do câncer [1], atualmente sua limitação tem sido gradualmente reconhecida no campo da medicina de precisão, já que os pequenos tecidos extraídos não conseguem representar a heterogeneidade do tumor ou monitorar a progressão dinâmica do destas células.Também por ser um método invasivo, o potencial de metástase pode ser aumentado, eventualmente levando a baixa sobrevida e prognóstico ruim [2].
Neste contexto, a biópsia líquida, que coleta a amostra de biofluidos, como sangue e urina, atraiu ampla atenção pelas suas vantagens de invasividade mínima, fácil aquisição das amostras e análise dinâmica, oferecendo ótimas oportunidades para o monitoramento do câncer.
Exossomos podem refletir o estado patológico das células tumorais
Os exossomos são moléculas importantes que desempenham um papel na transmissão de informações e funções biológicas. Com um diâmetro de 40-160 nm, essas vesículas de membrana de dupla camada lipídica são liberadas ativamente pela maioria das células e circulam de forma estável nos fluidos corporais [3].
Várias evidências já demonstraram que uma variedade de moléculas bioativas, incluindo ácidos nucleicos, proteínas e lipídios, são enriquecidas nos exossomos, e podem ser transferidas das células doadoras para células receptoras, levando à transferência intracelular das informações [4].
Relacionado ao câncer, os exossomos podem ser captados pelas células receptoras, facilitando a tumorigênese e progressão tumoral. Além disso, essas vesículas estão envolvidas na formação de nicho pré-metastático, angiogênese tumoral e imunossupressão tumoral [5].
O potencial dos exossomos na biópsia líquida para diagnóstico precoce, monitoramento da doença e previsão do prognóstico
Devido sua participação no microambiente tumoral, surgiu a ideia de que as análises dos exossomos circulantes e suas cargas derivadas poderiam fornecer novas oportunidades para biópsia líquida do câncer, destacando o potencial dessas vesículas como biomarcadores para rastreamento do câncer, estratificação, monitoramento da progressão e previsão de prognóstico.
Neste contexto, na biópsia líquida, os exossomos mostram várias vantagens: primeiro, sua presença de grandes quantidades (~ 109 partículas/mL) em biofluidos, contribuindo assim para a obtenção relativamente fácil dessas vesículas [5].
Em segundo lugar, os exossomos são secretados por células vivas e carregam informações biológicas das células parentais. Portanto, o exossomo é mais representativo do que o DNA circulante tumoral, que reflete, de forma limitada, a informação de células tumorais apoptóticas ou mortas [5].
Terceiro, devido a suas bicamadas lipídicas, os exossomos são estáveis e, circulam de forma estável em condições fisiológicas, mesmo em microambientes tumorais agressivos.
Exossomos no câncer de próstata
O PSA é um biomarcador amplamente utilizado para a detecção do câncer de próstata. No entanto, o aumento do PSA também foi identificado em doenças inflamatórias, como a hiperplasia benigna da próstata (HBP) [6].
Portanto, o desenvolvimento de biomarcadores sensíveis e específicos é necessário para diferenciar e diagnosticar pacientes em estágio inicial, assim como monitorar a progressão do câncer.
Como exemplo tem-se a proteína efrina2, envolvida na progressão de muitas doenças, incluindo oncogênese, cujos níveis são maiores em pacientes com câncer de próstata do que naqueles com HPB ou controles de saúde.
Em um trabalho publicado na revista J Cancer., os autores relataram que a efrina2 exossomal tinha capacidade superior ao PSA circulante no sangue para diferenciar pacientes com câncer de próstata de pacientes com HBP [7].
Exossomos em ensaio clínico e uso para biópsia líquida do câncer
Presentes em grandes quantidades, com circulação estável e secretados por células viva, a biópsia líquida baseada nos exossomos foi testada em ensaios clínicos e vários deles foram aprovados e chegaram ao mercado.
Em 2016, a Exosome Diagnostics propôs a primeira biópsia líquida baseada em exossomos do mundo, com o ExoDx™ Lung (ALK), para o isolamento e análise de RNA exossomal de amostras de sangue.
Certificado pelo FDA, o ExoDx Prostate IntelliScore (EPI) detecta a expressão RNA de exossomos na urina, provenientes de genes conhecidos por desempenhar um papel na iniciação e progressão do câncer de próstata, como ERG, PCA3 e SPDEF.
O EPI fornece uma pontuação de risco para prever se um paciente com PSA de 2 a 10 ng/mL tem probabilidade de desenvolver câncer de próstata de grau superior [8]. Nesta direção, de acordo com ExoDx, 93% de sensibilidade foi alcançada em estudos prospectivos e 26% de biópsias desnecessárias por agulha foram evitadas.
Três ensaios clínicos independentes, prospectivos e multicêntricos declararam que o EPI superou o padrão de atendimento e poderia ser usado para auxiliar no diagnóstico precoce do câncer de próstata e eliminar biópsias desnecessárias [9].
Embora o valor da aplicação clínica tenha sido verificado, amostras clínicas maiores, populações e ensaios ainda são necessários para confirmar o papel da biópsia líquida baseada nos exossomos no diagnóstico e tratamento do câncer.
Apesar da alta heterogeneidade e o tamanho nano dos exossomos ainda serem grandes desafios técnicos para a aquisição de suas informações e interações moleculares, técnicas baseadas em características físicas ou biológicas estão sendo amplamente desenvolvidas para separação destas vesículas, procurando pelo alto rendimento, alta pureza e danos mínimos de ambos os meios de cultura de células e fluidos corporais humanos.
Melhorias no desenvolvimento de novas estratégias para o isolamento destas vesículas de fluidos corporais e perfilar o conteúdo exossomal de maneira rápida e sensível facilitarão a aplicação prática da biópsia líquida baseada nos exossomos para a medicina de precisão do câncer.
A In Situ é uma startup de base tecnológica da área da saúde, que utiliza a terapia celular como ferramenta para a criação de produtos inovadores com foco na cicatrização de tecidos.
Referências:
[1] Li S, Yi M, Dong B, Tan X, Luo S, Wu K. The role of exosomes in liquid biopsy for cancer diagnosis and prognosis prediction. Int J Cancer. 2021;148(11):2640–51.
[2] Sala M, Ros M, Saltel F. A complex and evolutive character: two face aspects of ECM in tumor progression. Front Oncol. 2020; 10:1620.
[3] Street JM, Barran PE, Mackay CL, Weidt S, Balmforth C, Walsh TS, Chalmers RTA, Webb DJ, Dear JW. Identification and proteomic profiling of exosomes in human cerebrospinal fluid. J Transl Med. 2012; 10:5.
[4] Kalluri R, LeBleu VS. The biology function and biomedical applications of exosomes. New York: Science; 2020. p. 367.
[5] Cai X, Janku F, Zhan Q, Fan J-B. Accessing genetic information with liquid biopsies. Trends Genet. 2015; 31:564–575.
[6] Aidoo-Brown J, Moschou D, Estrela P. Multiplexed prostate cancer companion diagnostic devices. Sensors (Basel, Switzerland) 2021;21(15):5023.
[7] Li S, Zhao Y, Chen W, Yin L, Zhu J, Zhang H, Cai C, Li P, Huang L, Ma P. Exosomal ephrinA2 derived from serum as a potential biomarker for prostate cancer. J Cancer. 2018; 9:2659–2665.
[8] McKiernan J, Donovan MJ, O’Neill V, Bentink S, Noerholm M, Belzer S, Skog J, Kattan MW, Partin A, Andriole G, et al. A novel urine exosome gene expression assay to predict high-grade prostate cancer at initial biopsy. JAMA Oncol. 2016; 2:882–889.
[9] Margolis E, Brown G, Partin A, Carter B, McKiernan J, Tutrone R, et al. Predicting high-grade prostate cancer at initial biopsy: clinical performance of the ExoDx (EPI) prostate Intelliscore test in three independent prospective studies. Prostate Cancer Prostatic Dis. 2021. 10.1038/s41391-021-00456-8.
Linkagem:
Exossomos: https://www.insitu.com.br/qual-a-importancia-das-vesiculas-extracelulares-na-medicina-regenerativa/
